730

Конфигурация зон чувствительности оптико-электронных извещателей позволяет создавать самые различные зоны контроля в помещениях, холлах, коридорах. Возможность создания характеристик с неравномерным охватом позволяет, например, использовать один извещатель, позволяющий одновременно контролировать холл и коридор, осуществлять одновременно блокировку объема помещения и двери (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Блокировка двери и объема помещения на проникновение пассивным оптико-электронным извещателем: а – в горизонтальной плоскости; б – в вертикальной плоскости

Основными тактико-тактическими характеристиками активных инфракрасных извещателей являются дальность действия, диапазон обнаруживаемых скоростей, помехоустойчивость, диапазон рабочих температур, устойчивость к климатическим факторам.

Отличительная особенность линейных активных оптико-элект- ронных извещателей – небольшой объем зоны обнаружения. Фактически он определяется дальностью и размерами используемых линз. В реальных условиях охраняемого объекта зона обнаружения может рассматриваться как линия (или несколько линий) с диаметром, рав-

61

elib.pstu.ru

ным диаметру линзы. Этот фактор и определяет основные особенности извещателей названного типа.

Основными достоинствами датчиков являются:

–постоянный самоконтроль работоспособности (при отсутствии ИК-потока они формируют тревожное извещение);

–минимальная зона при установке от 1 до 2 м (преимущество по сравнению с радиоволновыми);

–отсутствие необходимости установки дополнительных элементов крепления проводов на инженерных сооружениях (стены, забор и т.д.), в отличие от различных проводных извещателей (трибоэлектрических, микрофонных и т.п.).

Вместе с тем линейные оптико-электронные извещатели имеют ряд недостатков: необходимость установки на ровных площадках

ипрокладки дополнительных линий связи при создании многолучевых барьеров, ложное срабатывание при пересечении луча мелким предметом (пролетающая птица, падающие листья могут полностью перекрыть луч), зависимость от климатических факторов и т.д.

Рассмотрим помехи, влияющие на работоспособность активных оптико-электронных извещателей для периметров.

1.Климатические помехи: дождь, снег, туман и т.п. Влияние этих факторов обусловлено тем, при выпадании осадков уменьшается прозрачность среды, и соответственно, ослабляется энергия ИКпотока, принимаемого фотоприемником, что может привести к ложному срабатыванию. Для устойчивой работы прибора необходимо увеличить поток ИК-излучения (извещатели фирмы GPS System) либо иметь запас по энергии излучения, позволяющий сохранить работоспособность во время действия названных факторов (извещатели «Вектор-СПЭК», «Рубеж-3М» и др.).

Для различных датчиков коэффициент запаса по энергии излучения может составлять 50, 100, 200 и т.д. Как правило, приборы этого типа, представленные на российском рынке и получившие сертификат соответствия ГОСТ Р, обеспечивают устойчивую работу при всех вышеназванных помехах.

62

elib.pstu.ru

2.Оптическая засветка от солнца или осветительных приборов (в том числе от автомобильных фар). В связи с тем что солнце излучает широкий спектр частот, фотоприемник принимает от него лучи ИК-энергии, что может привести к смещению рабочей точки фотоприемника и, следовательно, к пропуску цели или к ложному срабатыванию. Кроме того, при работе в ночное время периметр может быть освещен лампами типа ДРЛ, засвечен фарами проезжающего автотранспорта. Это также часто приводит к ложному срабатыванию.

Согласно российским стандартам извещатель должен сохранять работоспособность при освещенности от солнца не менее 10 000 лк

ине менее 500 лк – от осветительных приборов, питающихся от промышленной сети. Как правило, все прошедшие сертификацию датчики удовлетворяют этому требованию. Чтобы полностью исключить влияние названных факторов, необходимо правильно сориентировать извещатель при установке. Здесь важно учитывать рекомендации изготовителя. Тогда ложных срабатываний будет меньше, а вероятность пропуска цели будет сводиться к минимуму.

3.«Мелкий предмет» (птица, падающая листва и т.п.). Радиоволновые извещатели могут быть применены для охраны

объемов закрытых помещений, их периметров, отдельных предметов и строительных конструкций, открытых площадок. Подобные извещатели могут создавать контролируемые зоны (зоны обнаружения) типа:

–сплошной объемной,

–линейной (радиолучевой).

Радиолучевые системы содержат приемник и передатчик СВЧсигналов, которые формируют зону обнаружения в виде вытянутого эллипсоида вращения (рис. 3.3). Длина отдельной зоны охраны определяется расстоянием между приемником и передатчиком, а диаметр зоны варьируется от долей метра до нескольких метров.

Рис. 3.3. Принцип действия радиолучевой системы

63

elib.pstu.ru

Принцип действия таких систем основан на анализе изменений амплитуды и фазы принимаемого сигнала, возникающих при появлении в зоне постороннего предмета. Системы применимы там, где обеспечивается прямая видимость между приемником и передатчиком, т.е. профиль поверхности должен быть достаточно ровным и в зоне охраны должны отсутствовать кусты, крупные деревья и т.п.

Перекрытие площади поперечного сечения электромагнитного луча телом нарушителя можно представить формулой

Pup =β0 (1+m)Pu ,

где Pu – мощность сигнала передатчика на входе передающей антенны;

Pup – мощность полезного сигнала на выходе приемной антенны; β0 – коэффициент передачи радиолокационного сигнала при от-

сутствии нарушителя;

m – коэффициент модуляции полезного сигнала нарушителем. При движении нарушителя в полный рост (m = 0,5…0,9) изменение β0 (1+m) = 3…10 дБ. При перемещении нарушителя ползком

(m = 0,1…0,25) изменение β0 (1+m) = 0,4…1,0 дБ.

Применяют радиолучевые системы как при установке вдоль оград, так и для охраны неогражденных участков периметров. Эти системы обычно рассчитаны на обнаружение нарушителя, который преодолевает рубеж охраны в полный рост или согнувшись.

Общим недостатком радиолучевых систем является наличие «мертвых» зон – чувствительность системы понижена вблизи приемника и передатчика, поэтому приемники и передатчики соседних зон должны устанавливаться с перекрытием в несколько метров. Кроме того, радиолучевые системы недостаточно чувствительны непосредственно над поверхностью земли (30–40 см), что может позволить нарушителю преодолеть рубеж охраны ползком.

Относительно широкая зона чувствительности системы обусловливает ограниченность ее применения на объектах, где возмож-

64

elib.pstu.ru

но случайное попадание в зону обнаружения людей, транспорта и т.п. В таких ситуациях для предотвращения ложных срабатываний рекомендуется с помощью дополнительной ограды оборудовать предзонник.

Блоки радиолучевых систем устанавливают либо на грунте (с помощью специальных стоек), либо на ограде или стене здания. При установке системы на грунте требуется подготовить охраняемую зону – спланировать территорию, удалить кустарники, деревья и посторонние предметы. При эксплуатации необходимо периодически выкашивать траву и убирать снег. При значительной высоте снежного покрова (более 0,5 м) необходимо изменить высоту крепления блоков на стойках и провести их дополнительную юстировку.

К подобным устройствам относятся системы «Крокус», «Гарус», «Лена-2».

Выводы

Извещатели (устройства обнаружения) – один из важнейших элементов системы ОПС.

В основе физических принципов работы извещателей ТСО лежит использование физических свойств нарушителя и способов осуществления злоумышленных действий.

По области использования (блокировки) извещатели можно подразделить на следующие:

–для блокировки фрагментов конструкций,

–закрытых помещений,

–объектов по периметру,

–открытых площадок,

–линейных протяженных объектов,

–конкретных объектов,

–точечных объектов и др.

Принцип действия емкостных охранных извещателей основан на изменении электрической емкости антенны в случае приближения

65

elib.pstu.ru

или касания нарушителем охраняемого объекта, используются для охраны как помещений, так и периметров.

Магнитоконтактные извещатели предназначены для блокировки подвижных строительных конструкций на открывание. Они могут использоваться и в качестве датчиков-ловушек для блокировки отдельных предметов.

Пассивные оптико-электронные извещатели с линейной, поверхностной или объемной зоной обнаружения предназначены для блокировки объемов помещений, мест сосредоточения ценностей и подходов к ним, коридоров, внутренних периметров, оконных и дверных проемов, потолков и полов.

Отличительная особенность линейных активных оптико-элек- тронных извещателей – небольшой объем зоны обнаружения. Фактически он определяется дальностью и размерами используемых линз. В реальных условиях охраняемого объекта зона обнаружения может рассматриваться как линия (или несколько линий) с диаметром, равным диаметру линзы. Этот фактор и определяет основные особенности извещателей названного типа.

Радиоволновые извещатели могут быть применены для охраны объемов закрытых помещений, их периметров, отдельных предметов и строительных конструкций, открытых площадок.

Контрольные вопросы

1.Дайте классификацию извещателей с точки зрения функционального назначения устройств.

2.Дайте классификацию извещателей с точки зрения области их использования.

3.Поясните принцип действия емкостных извещателей.

4.От чего зависит конфигурация зоны обнаружения емкостных извещателей?

5.Что входит в состав магнитоконтактного извещателя?

6.Поясните принцип действия пьезоэлектрических извеща-

телей.

66

elib.pstu.ru

7.Что представляет собой чувствительный элемент пьезоэлектрического извещателя?

8.Перечислите условия для регистрации тревоги пассивным оптико-электронным извещателем.

9.Каковы достоинства и недостатки оптико-электронных извещателей?

10.Что может привести к ложным срабатываниям активных оп- тико-электронных извещателей для периметров?

11.Назовите основные тактико-технические характеристики активных инфракрасных извещателей.

12.Поясните принцип действия радиоволновых извещателей.

13.Какие контролируемые зоны создают радиоволновые изве-

щатели?

14.Каким общим недостатком обладают радиолучевые сис-

темы?

15.Какие работы необходимо периодически выполнять при эксплуатации радиолучевого средства?

Тема 4. Влияние помех на работу средств обнаружения

1.Источники и пути проникновения помех в средства обнару-

жения.

2.Оценка помеховой обстановки на объектах охраны.

3.Выбор способов защиты от влияния электрических помех на характеристики средств обнаружения.

Поиски путей борьбы с помехами радиоэлектронным средствам привели к созданию научного направления, которое предназначено для решения этих задач. Речь идет о необходимости преодоления проблемы так называемой электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. Данная проблема имеет постоянную тенденцию к обострению. Причин этому несколько.

67

elib.pstu.ru

Во-первых, непрерывно снижается отношение энергий полезных и мешающих сигналов, а частота появления полезных непрерывно растет. Это является следствием больших успехов в области миниатюризации и повышения степени интеграции элементной базы электроники (в том числе цифровой), с одной стороны, и роста объектов производства и потребления электроэнергии – с другой.

Во-вторых, растет общий парк электронных устройств, устанавливаемых на объекты, где высок уровень внешних помех (промышленные и энергетические предприятия, транспортные средства и др.).

Круг задач в области борьбы с индустриальными помехами в настоящее время существенно расширился. Важность решения проблемы борьбы с индустриальными помехами удобно проиллюстрировать на наиболее освещенной в настоящее время области обеспечения помехозащищенности цифровых технических средств, в частности ЭВМ. В то же время отсутствуют единые нормы на допустимую восприимчивость радиоэлектронных средств (РЭС) к внешним помехам и на допустимые уровни различного рода помех (за исключением индустриальных радиопомех), создаваемых РЭС в проводах и пространстве. Приборы для измерения и имитации помех серийно не выпускаются.

1.Источники и пути проникновения помех

всредства обнаружения

Источниками помех, которые вызывают ложные срабатывания средств обнаружения, могут быть самые различные физические явления, происходящие в окружающей среде и самой аппаратуре. Природа помех весьма разнообразна и определяется как источником их возникновения, так и характером воздействия на чувствительный элемент средства обнаружения, функциональные узлы средства обнаружения, цепи питания и заземления или сигнальные линии, соединяющие средство обнаружения и средства сбора и обработки информации.

68

elib.pstu.ru

По своему происхождению помехи подразделяются:

–на климатические (метеорологические) помехи, определяемые физическими процессами в окружающем пространстве, изменением параметров воздуха, поверхности земли, выпадением осадков, грозовыми разрядами и т.п.;

–электрические помехи, вызывающие появление посторонних напряжений на входах устройств обнаружения вследствие излучений различных промышленных электрических установок и оборудования, линий электропередач, радиостанций и воздействия электрических атмосферных разрядов;

–сейсмоакустические помехи, вызываемые работой промышленных установок вибрационного или ударного действия, колебаниями почвы или конструкций от транспортных средств, шумовыми воздействиями индустриального происхождения;

–аппаратурные помехи, определяемые процессами в самой аппаратуре: шум резисторов, мерцание конденсаторов, нестабильность характеристик отдельных узлов аппаратуры, старение радиокомпонентов и т.п.;

– помехи от посторонних объектов, вызываемые появлением в зоне обнаружения посторонних объектов, цель обнаружения которых не ставится, например транспортных средств, мелких животных, птиц и т.п.;

–взаимные помехи, обусловленные паразитными воздействиями других средств обнаружения при их совместном использовании. Эти помехи вызываются электромагнитным или акустическим излучением близко расположенных средств обнаружения.

Климатические помехи. Этот вид помех оказывает самые серьезные и трудноустранимые воздействия на средства обнаружения,

иборьба с ними представляет наиболее сложную задачу. Наиболее характерными факторами климатических помех являются:

–воздействие изменений влажности, давления и температуры воздуха, которые приводят к изменению диэлектрической проницаемости воздуха, что, в свою очередь, оказывает заметное влияние на работу параметрических средств обнаружения, например емкостного

69

elib.pstu.ru

типа. Указанные факторы также влияют на условия распространения электромагнитного и акустического излучений, а потому могут быть причиной помех в радиоволновых и ультразвуковых средствах обнаружения;

– воздействие осадков в виде дождя, снега, инея, гололеда, тумана. Наиболее серьезное воздействие почти на все периметровые средства обнаружения оказывает дождь, поскольку он резко меняет диэлектрическую проницаемость воздуха, вызывает рассеивание

ипоглощение электромагнитной и акустической энергии, уменьшает прозрачность атмосферы на пути распространения оптических излучений. Кроме того, вследствие намокания поверхности земли, смещения крон деревьев происходит смещение геометрических параметров зоны обнаружения, что также приводит к возникновению помех. Особенно сильное воздействие оказывает дождь на месте подвеса антенного полотна емкостных средств обнаружения, резко изменяя как активную, так и реактивную составляющую сопротивления антенн. Определенное воздействие оказывают также капли дождя, оседающие на фокусирующих линзах приемопередающей аппаратуры оптических средств обнаружения, а также антеннах радиоволновых средств обнаружения.

Снег вызывает появление помех прежде всего в оптических средствах обнаружения. Образование сугробов может оказывать существенное влияние на работу всех лучевых систем (оптических

ирадиоволновых), затеняя зоны обнаружения. Снег, перемещаемый ветром (метель, поземка), вызывает флуктуационное изменение излучения и появление помех флуктуационного характера.

Влияние ветра сказывается на работе практически всех средств обнаружения. Под воздействием ветра происходит перемещение полотна антенных устройств, колебание крон деревьев, кустов, травы; ветер вызывает хаотическое конвекционное перемещение слоев воздуха с различной влажностью, он несет с собой листья, мусор и т.п.

Кпомехам природного происхождения относятся грозовые атмосферные разряды, которые являются мощным источником не только электрических, но и акустических помех для средств обнаружения.

70

elib.pstu.ru